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城市生活垃圾的处理已经成为当今我国城市发展面临的一个棘手问题。不同的处理方式对环境的影响差异很大，填埋法处理成本低，简便易行，因而成为世界上大多数国家最主要的处理方式［1］。然而垃圾填埋过程中产生的大量渗滤液会对地下水、地表水和土壤等环境造成巨大危害。渗滤液是由于雨水渗透废物带走其中溶解性物质而形成的，是垃圾填埋场有毒化合物的流动部分，含有较高浓度的无机和有机化合物。由于垃圾渗滤液成分极其复杂，水质变化范围大，有机负荷高，且含有大量具有难生物降解性、生物累积性和三致效应的有毒有机污染物，其处理的难度很大［2］。垃圾渗滤液作为一种高强度废水，己经被视为地表水及地下水的潜在污染源，如果得不到妥善处理，会穿透地表土及地下土层，对地下水体造成严重污染。
1方案论证
在垃圾渗滤液处理中，沸石对渗滤液中的氨氮去除效果较好，但天然沸石对COD的去除效果却并不佳。垃圾渗滤液是一种高浓缩的、化学需氧量（COD）极高（一般可达几万到几十万）、含有许多重金属离子和难降解的有机物、有毒物质的极难处理的废水。利用吸附法净化渗滤液，是多组分吸附在吸附剂表面，组分不同，吸附效果不同［3］。在渗滤液处理过程中，吸附效果除了与被吸附的物质的特性有关外，还与投加量、溶液的pH值、反应温度和吸附时间有关。此外，用酸或碱对沸石进行改性也可改变沸石的吸附性能，使沸石的吸附性能增加，提高处理效果［4］。本文主要研究一般情况对改性沸石处理渗滤液的影响，包括沸石改性用酸的浓度、沸石投量、处理液pH值及吸附接触时间等对沸石吸附处理渗滤液效果的影响。
2实验过程
2.1垃圾渗滤液的采集
本试验选择武汉市二妃山垃圾填埋场调节池渗滤液作为试验用水。
采集该垃圾填埋场垃圾渗滤原液20L，保存于棕色玻璃瓶中。将取得的渗滤液置于阴暗处避光密封保存。运回实验室后，在4°C避光保存于暗处。垃圾的来源主要为武昌地区的生活垃圾。渗滤液基本理化性质见表1。
表1渗滤液基本理化性质
2.2实验操作
配出2moL/L、4moL/L、6moL/L、8moL/L、12moL/L的盐酸溶液。分别将沸石与盐酸按1∶10比例投入溶液中浸泡改性120min，用蒸馏水洗至中性后，在105℃烘干，均匀研碎备用。称取2g加入100mL5倍稀释水样中，震荡吸附120min后测定滤液的CODCr。根据CODCr浓度选定最佳改性盐酸浓度，并制取一定量改性沸石备用。COD的分析采用重铬酸钾法（GB/T11914-1989）［5］，由于垃圾渗滤液COD较高，需稀释5倍后测定。
3结果分析及讨论
3.1不同浓度盐酸对沸石改性效果的影响
分别称取2g不同浓度盐酸改性沸石，加入到100mL垃圾渗滤液中，震荡吸附120min后，用定量滤纸过滤，测定滤液的CODCr，选定最佳改性盐酸浓度。结果表明，不同浓度盐酸改性的沸石对渗滤液COD的吸附去除率有一定影响，原状沸石COD的去除率仅为0.46%；2moL/L的去除率开始随盐酸的浓度增大而迅速增大，然后随着盐酸浓度的增大而减小。其最佳改性盐酸浓度约为2moL/L。
以下试验所用改性沸石均是在此最佳条件下制备而成。
3.2改性沸石投加量对COD去除率的影响
选取最佳改性浓度盐酸改性的沸石，分别向100mL5倍稀释液中投加0.5g，1.0g，1.5g，2.0g，2.5g，震荡吸附120min后测定滤液的CODCr，以确定最佳吸附剂投加量。实验结果表明：实验水样中改性沸石的投加量对COD的去除率有较大的影响。当改性沸石投加量≤2g时，COD的去除率随沸石投加量的增加而快速增加。当沸石投加量达到2g以后，沸石投加量的增加对COD的去除率基本没有影响。
3.3渗滤液初始pH值对COD去除率的影响
调节垃圾渗滤原液的pH值为4、5、6、7、8、9，分别加入改性沸石2g，进行吸附处理，根据COD的去除率确定最佳吸附pH值。由试验可知，改性沸石的最佳投加量为2g沸石/100mL水样。
取6份100mL水样，分别调节它们的pH值为4、5、6、7、8、9。实验结果表明，水样的pH值对COD去除率有较大影响。当水样的pH值小于6，即水样呈较强酸性时，沸石对COD的去除率较高，可达36%以上；而当水样pH值大于7时，沸石对COD的去除率趋势随水样碱性的增强而迅速降低。因此，处理时需要调节渗滤液pH值。考虑到实际运营的经济成本，并根据试验中水样pH值调节到6时，COD去除率就较高的试验结果，最佳水样pH值选择为6。
3.4不同吸附接触时间对COD去除率的影响
该实验的吸附过程为震荡吸附过程，因而震荡吸附的时间与COD的去除率之间也有较大的关系。将水样pH值调节到6，震荡时间分别设定为20min、40min、60min、80min、120min。然后重复实验，测定滤液的CODCr。实验结果表明，最佳改性沸石、最佳投药量、最佳水样pH值时，震荡吸附的时间对COD去除率关系为震荡时间小于60min时，COD去除率随震荡时间的延长而增长较快；当震荡时间达到60min后，COD去除率随震荡时间的延长增长缓慢，甚至没有变化。考虑到实际处理效率和经济效益，选择最佳震荡时间为60min较为合理。
3.5吸附等温线
3.5.1Freundlich等温式
由Freundlich等温式得到的是一条近似的直线。如果沸石吸附量随COD平衡浓度的增加而增加，且数据线性相关性好，则说明沸石对垃圾渗滤液COD的吸附符合Freundlich等温模式［6］。作出单位沸石的吸附量q与处理后的COD的浓度C的对数关系曲线，即为吸附等温线。其中q表示单位质量沸石可吸附的COD量（mg/g）；C表示处理后COD浓度（mg/L）［7］。单位沸石的吸附量q与处理后COD的含量C的对数关系曲线见图1。
图1 Freundlich等温线
Freundlich等温式：
logq=logk+blogC（1）
式中，k、b为吸附常数。
将实验数据按此方程进行拟合，所得直线方程为：
logq=9.3523-2.6792logC（2）
相关系数υ=0.8515，说明沸石吸附处理COD符合Freundlich等温模式。
3.5.2Langmuir等温式
Langmuir等温式是从动力学角度出发，通过一些假设条件而推导出来的单分子吸附公式［10］。以C/q对C作图，得到的即是Langmuir等温式，结果得不到直线，说明不是单分子层吸附。
Langmuir等温线见图2。
图2 Langmuir等温线
Freundlich等温式与Langmuir等温式均说明沸石对渗滤液中COD的吸附是以物理吸附为主。改性沸石对垃圾渗滤液COD的吸附处理不能简单的用Freundlich等温式与Langmuir等温式描述，可能是由于垃圾渗滤液中有机物的种类繁多，包括酚类、胺类、含氮杂环类、杂环芳烃类等难降解有机物。这些有机物的性质差异较大，其吸附性能各异。当沸石投加量≥2g时，有近32%的COD物质被沸石吸附，继续增加投加量，COD去除率趋于稳定，说明在垃圾渗滤原液中有约30%的有机物易于被沸石吸附。
4结论
天然沸石或人工沸石对垃圾渗滤液中高浓度的COD去除效果不佳，通过对沸石进行改性，可以对COD的去除效果有较大的改善。本研究通过盐酸改性沸石处理垃圾渗滤液中的COD实验发现，盐酸改性沸石的改性盐酸最佳浓度为2moL/L，沸石的最佳投加量为2g沸石/100mL渗滤液，处理水样的最佳pH值为6，吸附震荡时间为60min。此时，改性沸石对垃圾渗滤液中COD的去除效果最佳，最大去除效率为36%左右，而且沸石吸附COD的作用以物理吸附为主。
沸石来源广泛、价格低廉、对环境友好，以改性沸石吸附处理垃圾渗滤液在未来将会有较大的发展前景。
参考文献
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2高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程（下册）［M］.北京：高等教育出版社，2007.
3 Yimin Sang，Qingbao Gu，Tichang Sun，Fasheng Li and Yiting Pan. Analysis and Removal of Organic Pollutants in Biologically Treated Landfill Leachate by an Inorganic Flocculent Composite of Al（Ⅲ）-Mg（Ⅱ）［J］.Ann. N. Y. Acad. Sci（2008）：1 140：412-419.
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5国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废水监测分析方法（第4版）［M］.北京：中国环境科学出版社，2002.
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7袁凤英，秦清风.表面活性剂改性沸石及其处理废水研究［J］.太原科技大学学报，2005，26（2）：157-160.
